Задать вопрос
+7-932-129-43-76
+7-932-129-48-92
Задать вопрос
Быстро и надежно

Добыча песка

Песок добывают в карьерах, со дна рек и морей и даже во время разработки золотоносных месторождений. Во многом от использования того или иного способа зависят свойства и характеристики песка. Они же накладывают некие ограничения на применение данного строительного материала.

В этой статье мы подробно расскажем, какими способами добывают песок, опишем разные технологии его производства. Вы узнаете, какими особенностями обладает песок, добытый в тех или иных условиях.

Добыча песка
Добыча песка
Добыча песка

Этот материал добывается четырьмя способами:

  • Механическим
  • Гидромеханизированным
  • Взрывным
  • При добыче золота

Рассмотрим подробнее каждый из них.

Механический способ

Речь идет в основном о добыче сырья с поверхности земли – с помощью землеройных (экскаваторы) и землеройно-транспортных машин (скреперы, бульдозеры, грейдеры).

Можно встретить и другие названия данного способа:

  • Сухой
  • Открытый
  • Карьерный

Процесс механической добычи песка включает в себя несколько этапов:

  1. Подготовительные работы
  2. Собственно добыча
  3. Постобработка

Ниже представлено описание каждого этапа.

Подготовительные работы

При выборе участка под карьер необходимо соблюдать следующие условия:

  • Поблизости должны отсутствовать жилые постройки
  • Добыча не должна производиться на охраняемых территориях (рыбо- и водоохранных зонах, заповедниках)

Таким образом, мест для легальной добычи песка не так уж и много. Более того, нет смысла разрабатывать неперспективные месторождения. Например, те, на которых запасов песка хватит всего лишь на год-другой.

Поэтому перед началом работ песчаное месторождение тщательно изучают. Для этого задействуют геологов, инженеров и множество других специалистов.

На этом этапе производится так называемая разведка. Она состоит из следующих мероприятий:

  1. Оценка запаса сырья (геологические исследования)
    На этом этапе оценивается рентабельность песчаного карьера, показателями которой являются условия залегания полезной толщи и вскрышных (почвенно-растительных) слоев. Для этого бурят скважину и берут образцы песка для подсчета его объема в карьере и коэффициента вскрышных пород. Пробы отправляются в лабораторию, где определяется фракция, качество песка, наличие в нем примесей и включений.
  2. Определение состава и объема работ
    Далее разрабатывается технологическая последовательность выполнения процессов добычи, определяются типы применяемых машин.
  3. Проведение вскрышных работ
    Месторождения песка обычно скрыты под слоями почвы и глинистых пород. Их называют вскрышным грунтом. Для того чтобы в песке было меньше примесей, проводят вскрышные работы: снимают верхний слой земли, содержащий дерн, глину, посторонние включения.
    Вскрышные породы обычно разрабатываются экскаваторами в комплексе с бульдозером и скрепером. Эти слои на самосвале перевозят в отвал. После отработки участка в карьере вскрышу возвращают для последующей рекультивации.
  4. Возведение траншей для рабочих уступов и транспортных путей для техники
    Для безопасного проезда техники оборудуют подъезды к месторождению. На данном этапе заканчиваются подготовительные работы, и начинается основная стадия добычи песка.

Собственно добыча

Для разработки песчаного месторождения может быть задействована разная техника – от простых экскаваторов до сложных технологичных машин, позволяющих ежедневно добывать тысячи кубов песка.

Подробнее разберем каждый вид.

Землеройные машины

Они режут грунт и перемещают его на небольшие расстояния с выгрузкой в отвал или на транспортное средство. К этим машинам относят экскаваторы.

Экскаватор — это машина, оснащенная рабочим органом в виде ковша. Место его работы называется экскаваторным забоем, или просто забоем. Высота и глубина должны соответствовать заполнению одного ковша. Если, например, высота забоя меньше, то необходимо наличие бульдозера, который будет собирать песок в кучу, чтобы создать достаточную высоту забоя для экскаватора.

Добыча песка
Добыча песка и погрузка в самосвалы

Экскаваторы могут быть:

  • Одноковшовые
  • Многоковшовые

Рассмотрим каждый из них.

Одноковшовые экскаваторы

Такие машины оснащены комплектом сменных насадок:

  • Прямая лопата — это ковш, который имеет режущий передний край. Чтобы выгрузить песок, у него откидывается днище. Такое оборудование используют совместно с самосвалом, в который экскаватор грузит песок. При данном способе добычи забой находится выше уровня стоянки землеройной машины.
  • Обратная лопата — это ковш, открытый снизу. Он имеет передний режущий край. Чтобы выгрузить песок, ковш опрокидывается. В данном случае залежи песка находятся ниже уровня стоянки экскаватора. Такое оборудование удобно при разработке котлованов небольшой глубины.
  • Драглайн — ковш, который с помощью канатной подвески прикреплен к стреле кранового типа. Снизу к нему прицеплен тяговой канат, который позволяет наполнять и разгружать песок, находящийся в ковше. Драглайн используется в том случае, когда песок находится ниже места стоянки экскаватора или под слоем воды.
    Эффективнее использовать драглайн для отгрузки в отвал, нежели для разгрузки ковша в самосвал, так как наводить его достаточно сложно.
    Драглайны бывают разными. Одни позволяют разрабатывать небольшие месторождения, другие работают в огромных карьерах.
  • Грейфер — это система, которая состоит из двух и более ковшей. Они смыкаются для захвата материала и размыкаются при разгрузке. Обычно такое оборудование навешивается на канатную стрелу.  Применяется грейфер тогда, когда песок находится ниже уровня стоянки экскаватора или затоплен водой, а также при погрузочно-разгрузочных работах.

Многоковшовые экскаваторы

Еще такие экскаваторы называют машинами непрерывного действия.

В зависимости от рабочего органа многоковшовые экскаваторы делятся на:

  • Цепные — рабочий орган представляет собой ковшовую цепь, которая движется по направляющей раме. На этой цепи закреплены ковши, насаженные через равные интервалы. В процессе движения экскаватора цепь проникает в массив и собирает под собой песок в ковши. Далее сырье перемещается на устройство выгрузки, а оттуда — в отвал или на другое транспортное средство. Забой находится ниже уровня стоянки многоковшового экскаватора.
  • Роторные — рабочий орган представляет собой ротор, то есть колесо, вращающееся вокруг своей оси. На нем закреплены ковши, находящиеся на одинаковом расстоянии друг от друга. При перемещении экскаватора колесо с ковшами проникает в грунт и начинает крутиться, собирая песок. Этот песок передается на устройство для выгрузки на самосвал или в отвал. Предполагается, что уровень стоянки многоковшового экскаватора будет выше уровня забоя.

Землеройно-транспортные машины

Землеройно-транспортные машины — это транспортные средства, которые способны за один цикл добывать песок, перемещать его, разгружать в отвал.

К таким машинам относятся:

  • Скрепер — это машина, приводимая в движение трактором-тягачом или собственным двигателем. Она предназначена для послойного срезания слоя песка с возможностью дальнейшей транспортировки и разгрузки сырья. Глубина одного среза может варьироваться от 120 мм до 320 мм. В нижней части скрепера расположено режущее устройство, которое вонзается в слой песка. Ковш, находящийся выше, собирает сырье. Заполненный песком скрепер транспортирует его до места разгрузки.
  • Бульдозер — трактор, рабочим органом которого является отвал с режущим нижним краем. С помощью механизма управления отвал поднимается и опускается. Во время движения трактора песок скапливается перед отвалом и перемещается к месту отгрузки. Расстояние транспортировки может быть до 50 м, реже до 100 м.
    Добавим, что чем больше расстояние, тем выше потери песка. Это связано с тем, что пока бульдозер движется, часть песка попадает за пределы отвала и остается по краям.
  • Грейдер — своего рода трактор, который имеет отвал с ножом. Этот отвал может менять положение под разным углом. В процессе движения трактора песок собирается и перемещается по отвалу в сторону насыпи. Грейдеры используют при перемещении песка на небольшие расстояния. Есть также грейдеры-элеваторы, которые имеют рабочий орган в виде плуга. Он собирает песок и перемещает его на устройство в виде ленточного транспортера или метателя. Оттуда песок сыпется в едущий рядом самосвал.

Постобработка

Песок, который был добыт в карьере, может содержать в себе глину, пыль и мусор. Для повышения качества и расширения сфер применения песок обрабатывают. Из-за усложнения технологического процесса цена материала вырастает. В зависимости от того, где и как будет использоваться песок, определяется, есть ли необходимость в его очистке.

Выделяют следующие технологии обработки:

  • Промывка — песок очищают от посторонних включений с помощью воды.
  • Просеивание — песок очищают по средствам просеивания через сита.
  • Обогащение — используется комплексная обработка песка, которая предполагает удаление или внесение зерен определенных размеров. Иногда включает промывку или просеивание.

После обработки песок транспортируется в места его хранения для последующей продажи.

При помощи специального оборудования песок просеивают и удаляют из него посторонние крупные включения, такие как гравий
Карьерный песок

Использование определенных видов машин зависит от масштаба разработки карьера. Если он небольшой, то целесообразно использовать минимум техники. Например, будет достаточно экскаватора и бульдозера. Но если же объем работ большой, то на помощь придут более серьезные машины (например, скреперы).

В связи с применением такой технологии добычи данного строительного материала, песок имеет острые края, содержит пылевидные и глинистые частицы, а также глину в комках.

Подробнее о способах добычи этого материала читайте в статье Добыча карьерного песка.

Гидромеханизированный способ

Это технология добычи песка, которая предполагает, что основная часть процесса проводится под воздействием движущегося потока воды.

В процессе добычи песок перемещается в специально подготовленное место — на карту намыва. Она по периметру огорожена грунтовыми валками, которые предотвращают растекание пульпы (смесь воды и песка) по территории. Длина такой карты может доходить до 200 м. По бокам расположены водосбросные колодцы, через которые по водоотводящим трубам или каналам уходит вода.

Чтобы добыча песка происходила беспрерывно, организуют две карты намыва. Пока в одной песок отстаивается и загружается для транспортировки, сырье складируется на вторую карту намыва.

Эта технология делится еще на два способа:

  1. Гидромониторный
  2. Землесосный

Теперь подробнее о каждом.

Гидромеханизированный способ добычи песка

Гидромониторный способ

В данном случае песок разрабатывается мощной струей воды. Эта струя подается под высоким давлением из насадки специальной гидравлической установки, которая называется  гидромонитором. Скорость потока может достигать 20-70 км/ч.

Данная технология применяется в сухих забоях. На расстоянии, равном высоте забоя, устанавливают гидромонитор. Это такое устройство, состоящее из ствола и водопроводной трубы. К ней поступает вода из насосной станции, в которую она попадает с поверхностных рек или озер; также могут использоваться подземные воды.

Ствол имеет подвижное основание, поэтому может двигаться вверх-вниз и влево-вправо, создавая больше пространства для работы. Гидромонитор управляется рычагом, который может быть либо под механическим управлением, либо под гидравлическим.

Выпущенная из ствола гидромонитора вода приникает в поры между частицами песка и разрушает структуру массива. Далее с потоком воды песок перетекает в специально открытое углубление — зумпф. Оттуда жидкая масса (пульпа) по наклонным лоткам или трубам подается к месту укладки, то есть на карту намыва. Там песок отстаивается — вода уходит по каналам или трубам.

В зависимости от положения забоя относительно укладки песка, данный способ делится на два вида:

  • Насосно-гидромониторный
    Карта намыва находится ниже уровня подошвы забоя, поэтому смесь песка и воды перемещается по трубам и каналам самотеком. Минимальный уклон для песка может быть от 35 % до 100 %.
  • Гидромониторно-насосно-землесосный
    Карта намыва расположена выше уровня подошвы забоя, поэтому пульпа перемещается по трубам и каналам с помощью грунтового насоса (землесоса).

Существуют две схемы водоснабжения:

  1. Прямая
    Эта схема предполагает, что источником является водоем. Запас воды в нем превышает ее расход для работы гидромонитора. Для осветления воды, то есть очищения от примесей, создаются специальные пруды-отстойники. В них она попадает сразу после отведения с карт намыва. Спустя некоторое время, оставшийся песок, глина и другие включения оседают, а очищенная вода сливается обратно в реку или водоем.
  2. С оборотом
    В данном случае запас воды мал, поэтому отработанная вода поступает в пруды-отстойники, а далее возвращается на насосную станцию для последущей реализации.

Если песок размывается одновременно несколькими гидромониторами, то фронт работ для каждого должен быть не менее 15-30 м.

При такой технологии добычи песок имеет острые углы и является достаточно чистым.

Землесосный способ

Этот способ подразумевает под собой технологию добычи песка, который залегает на дне реки, озера или моря. Иначе этот способ может называться закрытым или гидромеханическим.

Песок вместе с водой всасывается специальными насосами, которые называют землесосами. Они установлены на плавучем землесосном снаряде (земснаряде). Он представляет собой большое судно, на котором размещены, помимо землесоса, лебедки для управления снарядом, энергетическое и другое вспомогательное оборудование.

Иначе говоря, это комплексная машина, которая всасывает пульпу со дна и перекачивает ее по напорному трубопроводу. А потом через плавучие пульпопроводы смесь воды и песка перемещается на карту намыва, которая находится на берегу.  Если земснаряд размещен далеко от берега, то песок складируется на барже, а потом транспортируется на берег.

Если песок на дне рыхлый, то достаточно одного землесоса. Если же грунт достаточно плотный, то в земснаряд встраивается специальный вращающийся рыхлитель. Он подготавливает дно водоема к всасыванию.

Землесосный способ добычи песка со дна водоёма
Добыча песка
Перемещение песка на карту намыва

Транспортировка песка на карты намыва осуществляется слоями – по 200-250 мм. Карта намыва, как и в гидромониторном способе, со всех сторон ограничена грунтовыми валками. Вода стекает по водосборным колодцам в пруды-отстойники, где она осветляется и возвращается в водоем.

Труба, которая всасывает песок, подвешена на стреле, поэтому легко может менять глубину погружения. Если она погрузилась очень глубоко, земснаряд может менять положение, чтобы расширить забой.

Песок, добытый по такой технологии, может быть:

  • Морским
  • Озерным
  • Речным

Несложно догадаться, что названия зависят от типа водоема, где находились залежи песка.

Иногда для повышения качества песка создают искусственные водоемы. Для добычи оборудуют котлован, который заполняют песком и водой. А далее по технологии получения песка с помощью земснаряда происходит поднятие сырья со дна на карты намыва. Это делается с целью автоматического очищения песка. Ведь при засасывании и отстаивании материала пылевидные и глинистые частицы вымываются из общей массы. Песок получается чище, чем при механической добыче.

Землесосный способ добычи позволяет улучшить характеристики песка, поэтому материал становится практически универсальным. Он не имеет примесей и посторонних включений. Крупинки получаются окатанными и практически одного размера.

Подробнее о процессе получения такого песка вы можете узнать в статье Добыча речного песка.

Добыча песка из карьера
Намывной песок

Взрывной способ

Этот способ добычи песка предполагает разрушение монолитной горной породы путем взрыва. Эта технология применяется для добычи искусственных песков.

В процессе взрыва газы под большим давлением распространяются во все стороны, разрушая горные породы.  Газ образуется в результате внешнего воздействия на взрывчатое вещество.

По характеру воздействия взрывчатые вещества подразделяются на:

  • Метательные (дымный и бездымный порох) — при взрыве газ образуется медленно, так как скорость разложения невысокая — 400-2000 м/с. Постепенное нарастание давления раскалывает горные породы на куски и выбрасывает их в разные стороны.
  • Бризантные (динамит, тол) – эти взрывчатые вещества разлагаются с высокой скоростью — 2000-8500 м/с. Они способны разрушать горные породы без их разброса.

По размещению заряды взрывчатых веществ могут быть:

  • Накладные — заряды закладываются на поверхности горной породы.
  • Внутренние — заряды закладываются в заранее подготовленные скважины или щели.

После взрыва куски породы измельчают в камнедробильных машинах.  Далее сырье помещают на вибросита с разными размерами ячеек. Крупные фракции — это щебень, а самые мелкие образуют отсев дробления, или искусственный песок. Таким способом добывают, например, кварцевый песок.

Песок, полученный взрывным способом, отличается острыми краями песчинок и наличием примесей в составе.

Подробнее о том, как добывают этот материал, читайте в статье Добыча кварцевого песка.

Куски породы после взрыва отвозят к дробилкам
Отсев
Кварцевый песок
Кварцевый песок в ладони
Кварцевый песок

При добыче золота

В данном способе добычи песок является вторичным сырьем, которое появляется в ходе разработки золотоносной руды.

Процесс добычи золота условно можно разделить на несколько этапов:

  1. Геологическая разведка
  2. Добыча золотоносной руды
  3. Отделение золота от породы

Теперь подробнее разберем каждый этап.

Геологическая разведка

На этом этапе геологи оценивают объемы золота, которое находится в руде. Специалисты используют сложные методы и, конечно, уже давно никто не пользуется лозой для поиска золотоносных жил. Но мы не будем вдаваться в подробности (это сильно выходит за рамки данной статьи), а скажем лишь в общих чертах.

Основными показателями присутствия драгоценного металла в горных породах являются:

  • Низины рек
  • Наличие залежей кварца
  • Содержание гальки и чёрных песков

Добыча золотоносной руды

Итак, в золотодобывающей отрасли существуют три метода извлечения руды:

  • Карьерный
  • Шахтный
  • Дражный

Рассмотрим ниже каждый.

Карьерный

Этот способ представляет собой технологию, которая предполагает разработку коренных месторождений золота. Массивы горных пород сначала взрывают, а потом собирают куски породы с помощью экскаваторов, бульдозеров и самосвалов. Далее разрушенную руду дробят на частицы разного размера на специальных машинах. Получившееся сырье перевозят на золотоизвлекательные фабрики.

Шахтный

Далеко не все золото находится на поверхности. Большая часть коренных месторождений залегает в недрах земли. Поэтому в этом случае применяется шахтный метод. С помощью специальной техники рабочие бурят шахты, подготавливают их для перемещения людей и машин: строят лифты, железнодорожные пути и оборудуют подъемники для транспортировки руды.

Далее в монолитной породе бурятся глубокие скважины, в которые закладывается взрывчатые вещества. Эти скважины могут достигать 30 метров. Их глубину определяют геологи и инженеры. После взрыва разрушенную руду поднимают на поверхность, где она проходит процесс дробления. А потом, как и в карьерном методе, отправляют на золотоизвлекательную фабрику.

Интересный факт: шахты, в которых добывают золото могут углубляться в землю на сотни метров. А подземная инфраструктура месторождения может достигать нескольких десятков километров. Например, один из стволов шахты «Южная», что находится в городе Березовском Свердловской области, имеет глубину 416 метров.

Дражный

Золото может находиться не только в руде, но и в рассыпных залежах. Они появились в процессе разрушения и размывания коренных месторождений золота. Крупицы этого драгоценного материала под воздействием ветра, воды и осадков перемещаются по поверхности земли и образуют залежи в реках и в других водоемах.

Для того чтобы достать золото со дна водоема используется специальное приспособление — драга. Эта устройство представляет собой многоковшовый цепной экскаватор на плавучей платформе. Каждый ковш один за другим достает со дна смесь гальки, песка и частиц золота. Грунт, который черпает драга, идет на промывку и обогащение.

Смесь воды, гравия, песка (шлих) пробегает по специальным желобам с рельефным дном. Решетка задерживает крупные камни и прочий мусор, а золото, благодаря своей тяжести, оседает на резиновых ковриках. Каждый из них поднимается и промывается. Полученная смесь поступает на следующий этап очистки, где шлих постоянно перемешивают, чтобы частицы золота быстрее осели на ковриках. Процесс продолжается, пока не останется только одна золотая пыль, которая отправляется на переработку.

Песок, который образуется в процессе промывки шлиха, идет на постработку: мытье, просеивание или обогащение.

Отделение золота от породы

Ранее мы упоминали, что после дробления руда поступает на золотоизвлекательные фабрики. Здесь и происходит процесс отделения золота от породы, в результате которого образуется песок.

Способов извлечения золота из руды существует несколько:

  • Гравитационная дифференциация
    Руда, добытая шахтным или карьерным способом, помещается в специальные мельницы. Туда, помимо руды, помещают чугунные шары, которые разрушают большие куски породы. Далее сырье перекладывается во вращающуюся центрифугу. Тяжелые частицы золота отделяются от основной горной породы под воздействием центробежной силы. Драгоценные металлы изымают. Остается «пустая» порода, в которой содержится много песка.
  • Цианирование (кучное выщелачивание)
    Процесс предполагает, что золотоносная руда обрабатывается водным раствором цианида натрия. Это вещество является ядовитым и очень опасным для человека. Поэтому песок, полученный в результате этой технологии, использовать нельзя.
  • Амальгамация
    Суть этого способа заключается в применении ртути. Размельченная руда смачивается ртутью. Золото притягивается к ней и оседает на дне емкости. Далее полученную смесь процеживают и выпаривают. В результате этого процесса выделяется золото. Оставшееся сырье (песок) также нельзя использовать.
  • Флотация
    Этот способ схож с цианированием: размельченную породу помещают в емкость, добавляют воду и масло. В результате перемешивания, драгоценный металл выпадает в осадок.

Песок, получившийся в ходе отделения золота, называют эфельным. Поскольку этот материал взаимодействует с агрессивными химическими веществами, его использование сильно ограничено. Лишь песок, полученный в процессе флотации, можно применять повсеместно, так как при его производстве не было использовано ядовитых и опасных химических веществ.

Подробнее о том, как получают данный вид, вы можете прочитать в статье Добыча эфельного песка.

Отвал с эфельным песком
Эфельный песок
Эфельный песок на ладони

Как вы можете видеть, технологий добычи песка достаточно много. Каждая состоит из нескольких этапов и требует применения различной техники. Самый качественный и чистый песок добывается землесосным способом. Он очищен от примесей и не требует постобработки. Песок, добытый механическим способом, имеет в составе посторонние включения. Это требует дополнительной очистки. Оставшийся после добычи золота песок может быть опасен, поэтому не следует использовать его там, где планируется взаимодействие с человеком.

Подробно о каждом способе добычи песка читайте на наших страницах:

Если вы хотите узнать о разновидностях песка, рекомендуем следующие страницы:

Если вы хотите подробно прочитать о свойствах песка, рекомендуем следующие страницы:

О том, как можно использовать песок и для каких работ он подходит, вы можете узнать на наших страницах:

В компании Грунтовозов вы можете приобрести следующие виды песков по фракциям:

В продаже имеются следующие разновидности карьерного песка:

В продаже имеется кварцевый песок:

Если вы хотите купить речной песок, рекомендуем следующие страницы:

У нас вы также можете купить эфельный песок: